煉油廠(chǎng)設備腐蝕與防護

　　煉油廠(chǎng)設備腐蝕與防護

　　【摘 要】當前，作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的石化行業(yè)，近幾年來(lái)由于原油處理量和進(jìn)口原油的增多，原油品種多樣化和原油含硫含酸值的不斷增大，在原油加工過(guò)程中，這些物質(zhì)會(huì )變成或分解為活性腐蝕性介質(zhì)，腐蝕設備。

　　腐蝕問(wèn)題已變得相當嚴重，給石化行業(yè)的安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)生產(chǎn)帶來(lái)了嚴重威脅。

　　其不僅使很多煉油廠(chǎng)由于腐蝕造成很大的損失，而且還引起對環(huán)境的污染和資源材料的消耗。

　　因此，做好腐蝕與防護工作具有很重要的意義。

　　本文分析煉化設備的腐蝕原因及腐蝕機理，介紹了設備的防腐技術(shù)，在此基礎上總結并提出了一些防腐措施。

　　【關(guān)鍵詞】設備腐蝕防護

　　隨著(zhù)我國許多油田開(kāi)采進(jìn)入中后期以及進(jìn)口原油的增加，原油硫含量、酸值、鹽含量、重金屬含量都在不斷增加。

　　腐蝕逐步成為制約煉油廠(chǎng)安全平穩生產(chǎn)的主要問(wèn)題。

　　由于我國很多煉化設備當時(shí)不是按照目前原油的性質(zhì)設計的，這樣就使得我國石油煉化設備的腐蝕問(wèn)題日趨嚴重，采取經(jīng)濟而有效的防腐措施已迫在眉睫。

　　近年來(lái)，已加大了對設備防腐與工藝防腐資金的投入。

　　新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現，然而，由于設備所處的腐蝕環(huán)境可能相差較大，所以任何一種防腐措施都不能稱(chēng)為解決腐蝕的萬(wàn)能對策。

　　只有將專(zhuān)業(yè)防腐蝕與防腐蝕綜合管理緊密結合形成一個(gè)完整的體系，并采取綜合治理的防護技術(shù)，才可能切實(shí)實(shí)現設備的長(cháng)周期運行以及設備的防腐蝕工作才能逐步進(jìn)入規范化管理。

　　一、加強管理和腐蝕監控

　　(一)建立健全的全廠(chǎng)腐蝕管理網(wǎng)絡(luò )

　　要形成由廠(chǎng)領(lǐng)導牽頭，主管科室、生產(chǎn)車(chē)間、科研檢測部門(mén)等組成的一體化腐蝕管理體系。

　　各部門(mén)都應建立相應的設備工藝防腐蝕臺帳，對腐蝕事故、重點(diǎn)腐蝕監控部位、防腐蝕措施等進(jìn)行詳細認真的記錄和管理。

　　廠(chǎng)有關(guān)部門(mén)應制訂嚴格的腐蝕控制指標，加大防腐蝕措施，尤其是加大對工藝防腐蝕措施的考核力度，以提高各單位對腐蝕防護管理的重視程度。

　　(二)設備防腐蝕要從設計和管理入手

　　對于煉油廠(chǎng)的腐蝕與防護，設計和施工過(guò)程的管理相當重要。

　　在設計過(guò)程中，設計人員應當充分分析設備可能存在的腐蝕環(huán)境，判斷可能發(fā)生的腐蝕類(lèi)型，針對性進(jìn)行設備材質(zhì)的選擇，并考慮對應工藝防腐措施，保證設備的安全運行。

　　(三)腐蝕監檢測是煉油廠(chǎng)防腐蝕的重點(diǎn)工作

　　常用的腐蝕監檢測方法有腐蝕掛片、腐蝕探針、定點(diǎn)測厚、腐蝕介質(zhì)分析等。

　　腐蝕監測的關(guān)鍵在于定點(diǎn)定人，即監測部位要確定，監測人員要固定。

　　腐蝕監測首先確定腐蝕發(fā)生的典型位置，力爭找到腐蝕最嚴重的部位進(jìn)行監測，以避免人力物力的浪費。

　　以常減壓裝置常壓塔塔頂系統腐蝕為例，重點(diǎn)監測部位應在露點(diǎn)發(fā)生從而形成H2S+HCL+H2O腐蝕的位置，因此，可通過(guò)常頂組分分析和計算，找到露點(diǎn)發(fā)生的溫度范圍，也可以采用常頂腐蝕模擬器來(lái)分析露點(diǎn)溫度。

　　然后以露點(diǎn)溫度為基礎，確定腐蝕發(fā)生的設備及管道部位。

　　不僅是監測位置的選擇，常頂工藝防腐蝕措施(注緩蝕劑、注中和劑、注水)位置的選擇也應以此為標準，以保證藥劑發(fā)揮最大的腐蝕防護效用。

　　(四)加強裝置運行過(guò)程中的腐蝕控制

　　為了防止設備腐蝕，很多生產(chǎn)裝置都建立了相應的開(kāi)停工方案和運行方案，如加氫裝置運行中防止腐蝕的水沖洗方案、奧氏體不銹鋼設備的停工堿洗方案等。

　　在裝置運行過(guò)程中要嚴格按照操作方案進(jìn)行。

　　開(kāi)工過(guò)程中，內部涂刷防腐涂料的設備應注意蒸汽吹掃環(huán)節，防止涂料由于不耐濕熱環(huán)境而剝離脫落，造成防腐蝕措施失效。

　　停工過(guò)程中，應加強設備管道的吹掃和排空，防止工藝介質(zhì)或水的積存，造成設備在停工期間發(fā)生腐蝕。

　　另外，當工藝操作參數(如溫度、壓力、流速等)發(fā)生變化時(shí)，應及時(shí)調整腐蝕控制方案。

　　生產(chǎn)車(chē)間對腐蝕嚴重的設備管線(xiàn)應當建立腐蝕事故應急處理方案。

　　(五)加強檢修過(guò)程中的腐蝕控制

　　檢修過(guò)程中除對設備和管道進(jìn)行測厚普查外，還應當成立專(zhuān)門(mén)的腐蝕調查小組，對裝置進(jìn)行全面的腐蝕調查，調查范圍包括塔、容器、加熱爐、冷換設備、管道等。

　　對腐蝕嚴重的部位要進(jìn)行照相，并采集腐蝕產(chǎn)物或垢樣進(jìn)行全分析，以判斷腐蝕機理。

　　如果發(fā)生腐蝕開(kāi)裂現象，還應該選取腐蝕部位金屬材質(zhì)進(jìn)行金相分析。

　　腐蝕調查完成后，應當及時(shí)總結，向有關(guān)部門(mén)匯報，以指導檢修計劃的制訂。

　　二、加強企業(yè)員工的腐蝕與防護教育

　　設備的腐蝕防護是一項貫穿企業(yè)上下的工作，要作好防腐蝕工作，必須對各個(gè)層次參與防腐蝕的人員進(jìn)行培訓教育，包括廠(chǎng)領(lǐng)導、工程技術(shù)人員和操作維修工人。

　　企業(yè)可以通過(guò)講座、培訓等方式，或印制下發(fā)設備腐蝕防護普及知識小冊子，使員工了解掌握腐蝕與防護的基礎知識，提高他們對腐蝕的認識，以利于腐蝕防護工作的開(kāi)展。

　　(一)要發(fā)揮腐蝕監測的作用，腐蝕監檢測數據的管理和分析利用十分重要。

　　目前，各煉油廠(chǎng)都積累了大量的腐蝕監檢測數據，應充分利用企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)資源，建立一個(gè)設備及腐蝕數據庫管理系統，以實(shí)現腐蝕數據管理的規范化和共享化。

　　另外，目前很多數據沒(méi)有充分發(fā)揮腐蝕監測的指導作用。

　　應建立一套完善的腐蝕關(guān)聯(lián)公式，如將腐蝕監檢測基礎數據與設備腐蝕速度、使用壽命等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣就可以將腐蝕監檢測數據直接轉化為一個(gè)設備腐蝕速度或使用壽命的評估值，使腐蝕監測結果更為直觀(guān)，方便車(chē)間及管理部門(mén)進(jìn)行防腐蝕決策。

　　(二)要加強先進(jìn)腐蝕監控技術(shù)(如腐蝕在線(xiàn)監測系統、pH值在線(xiàn)監測系統等)的應用，并以此為基礎建立―套完整的自動(dòng)加藥控制系統來(lái)控制防腐蝕藥劑的注入，防止無(wú)效費用的發(fā)生。

　　(三)要充分發(fā)揮定點(diǎn)測厚對設備、管道的腐蝕監測和腐蝕控制作用。

　　國外在這方面起步較早，所投入的人力物力較多。

　　如阿莫科公司，在一生產(chǎn)廠(chǎng)的30個(gè)生產(chǎn)裝置中設置了上萬(wàn)個(gè)測厚點(diǎn)，每個(gè)車(chē)間都有專(zhuān)人負責定點(diǎn)測厚。

　　這樣，不僅摸清了裝置的腐蝕規律，也將整個(gè)裝置的腐材、工藝設計、結構設計等方面出發(fā)，盡可能消除腐蝕隱患。

　　應加強對防腐蝕方案設計的審核，征求相關(guān)腐蝕防護專(zhuān)家的意見(jiàn)，以保證方案切實(shí)可行。

　　在施工過(guò)程中，要加強防腐施工質(zhì)量的檢驗，尤其是施工過(guò)程中隱蔽環(huán)節(如涂裝過(guò)程中的表面處理環(huán)節)的監督和檢驗。

　　三、加強防腐蝕新技術(shù)的考察和應用管理工作

　　目前，國內開(kāi)發(fā)了許多新型腐蝕防護技術(shù)，如新型材料和表面處理技術(shù)、中和緩蝕劑等。

　　煉油廠(chǎng)在實(shí)際應用時(shí)不僅要注重其防腐蝕效果，還要進(jìn)行經(jīng)濟效益評估，并考察新技術(shù)是否會(huì )對產(chǎn)品、工藝操作等產(chǎn)生負面影響。

　　要有專(zhuān)門(mén)的部門(mén)進(jìn)行防腐蝕新技術(shù)的管理。

　　(一)新的防腐材料的不斷出現擴大了防腐工作的合理選材空間，如根據不同的腐蝕介質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力等具體情況選擇更耐蝕的的防腐材料。

　　例如美國石油協(xié)會(huì )API571《影響煉油工業(yè)固定設備損傷機理》中詳細給出了各類(lèi)煉油廠(chǎng)裝置主要腐蝕機理以及相關(guān)選材及防腐要求;《中石化選材導則》也針對國內現狀指出了煉油廠(chǎng)主要裝置不同生產(chǎn)單元、部位的設備推薦材質(zhì)。

　　(二)材料表面改性工藝技術(shù)，如表面滲鋁技術(shù)、表面滲鋅、不銹鋼煉化設備表面轉化膜技術(shù)、高溫涂層技術(shù)、非晶態(tài)鎳-磷鍍技術(shù)、耐蝕材料的表面堆焊技術(shù)等。

　　這些材料表面改性工藝技術(shù)在設備的防腐蝕方面發(fā)揮了很大的作用，但由于有些管線(xiàn)、塔器長(cháng)度或體積較大，有些表面改性技術(shù)還不能很好的應用，所以在這些技術(shù)的應用方面尚需做更多的研究開(kāi)發(fā)工作。

　　(三)工藝防腐技術(shù)的不斷改進(jìn)使得原油中的有害物質(zhì)對設備的腐蝕大大降低。

　　在原油煉化過(guò)程中目前主要還是集中在“一脫四注”工藝的改進(jìn)上。

　　近年來(lái)由于原油的劣質(zhì)化傾向日趨嚴重，許多油田都處在中晚期開(kāi)采，高粘度、高酸值、高硫、高金屬含量和高含鹽量原油的產(chǎn)量都明顯增加，尤其是三次采油加入大量的乳化劑、驅油劑，使原油的電脫鹽/電脫水越來(lái)越困難，許多煉油廠(chǎng)的電脫鹽都達不到中國石化生產(chǎn)部門(mén)規定的鹽含量小于5mg/L和含水量(v/v)小于0.2%的基本要求。

　　有的煉油廠(chǎng)的鹽含量常在10mg/L以上，使常減壓裝置的腐蝕率迅速增大，許多塔頂設備不得不采用鈦合金制造。

　　所以完善“一脫四注”煉油設備工藝防腐蝕技術(shù)體系的管理措施，在今后一段時(shí)間內仍將是石油化工設備防腐蝕的工作重點(diǎn)。

　　(四)在線(xiàn)腐蝕監測技術(shù)的發(fā)展，腐蝕監測技術(shù)是利用各種儀器工具和分析方法。

　　確定材料在工藝介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕速率，及時(shí)反饋設備腐蝕信息，從而采取有效的措施減緩腐蝕。

　　目前中石油及中石化煉油廠(chǎng)已廣泛使用了在線(xiàn)腐蝕電感探針、PH探針，以及在線(xiàn)定點(diǎn)測厚探針，通過(guò)專(zhuān)用線(xiàn)纜或無(wú)線(xiàn)形式進(jìn)行實(shí)時(shí)腐蝕速率、PH值、管道壁厚的數據采集，再利用專(zhuān)用數據服務(wù)器及管理軟件進(jìn)行數據匯總分析，使裝置管理人員能夠及時(shí)在網(wǎng)上查閱，對裝置工藝設備防腐管理起到了積極作用。

　　我國煉油行業(yè)起步較晚，落后國外幾十年，因此，目前我們所遇到的問(wèn)題，在國外很早就發(fā)生過(guò)，并進(jìn)行了系統全面的研究。

　　如加氫反應系統空冷的腐蝕問(wèn)題，國內從20世紀90年代以后才開(kāi)始發(fā)生，而國外早在20世紀70年代就開(kāi)展了十分詳細的研究，并總結實(shí)施了各種防腐蝕措施。

　　我們應當加強國外同行業(yè)的腐蝕資料調研，跟蹤國外最新防腐蝕動(dòng)態(tài)，總結先進(jìn)的腐蝕防護經(jīng)驗，為企業(yè)更好地采取防腐蝕措施提供思路。

　　另外，要加強與同行之間的技術(shù)交流，打破技術(shù)壁壘，互通有無(wú)，借鑒其它廠(chǎng)家的先進(jìn)經(jīng)驗。

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